Constraints on primordial curvature spectrum from primordial black holes and scalar-induced gravitational waves
原初黑洞和标量诱导引力波的观测数据可以在小尺度上约束原初曲率扰动。我们用一个破幂律形式来参数化原初曲率扰动，发现它与许多能产生原初黑洞的暴胀模型是一致的，如非最小导数耦合暴胀、标量-张量暴胀、Gauss-Bonnet暴胀和K/G暴胀.利用峰值理论计算了原初暗物质中原初黑洞的比例，得到了原初黑洞对破缺幂律形式的原初曲率功率谱的约束.实空间的礼帽和高斯窗函数被认为是。高斯窗函数对原曲率扰动幅度的约束比实空间礼帽窗函数的约束大3倍左右。给出了NANOGrav 12.5yrs数据集原始曲率扰动的约束条件，其中NANOGrav信号被假定为标量诱导的引力波，并且仅使用前5个频率点。
2023-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the primordial curvature perturbations from the scalar induced gravitational waves
标量诱导引力波是由二阶微扰的原始曲率微扰产生的。我们从引力波观测中约束标量诱导引力波的分数能量密度。如果没有观测到标量诱导引力波，则标量诱导引力波的分数能量密度受到一定上限的限制。根据这些上限，我们可以得到对原始曲率扰动功率谱的约束。对于幂律标量功率谱，增加平方公里阵（SKA）标量诱导引力波的上限会影响功率谱的约束。在标准模型中，当SKA加入到由宇宙微波背景（CMB）和重子声学振荡（BAO）组成的组合数据集$\ln(10^{10}A_s)=3.038\pm0.013$和$n_s=0.9589^{+0.0021}_{-0.0011}$中时，在$68\%$置信水平下，标量振幅和谱指数的平均值向低值移动。我们还考虑了现有的地基引力波探测器、脉冲星定时阵列（PTAs）和500米口径球面射电望远镜（FAST）的影响，而CMB+BAO数据集的约束完全在它们的标量诱导引力波上限之内。此外，我们用谱指数$n_s$及其前两阶导数来刻画标量涨落谱。从理论上计算了标量诱导引力波的功率谱，给出了谱指数运行的约束条件和谱指数运行的约束条件。
2023-02-14 astro-ph.CO
Induced gravitational wave background and primordial black holes
本文计算了由张量模和标量模混合引起的宇宙学扰动理论二阶扰动下的引力波背景的频率依赖性。计算了两种特殊情况下的诱导引力背景：标量扰动的功率谱在某一尺度上有一个峰值，以及由运行质量势的暴胀模型预测的标量谱。研究表明，在$\sim 10^{-3} - 10^3 $ Hz频率范围内，宇宙早期原初黑洞产生的研究结果有效地限制了诱导引力背景的振幅.我们认为，虽然今天的LIGO约束的${\cal P}_{\cal R}(k)$是弱于PBH的一个，先进的LIGO将能够设置一个更强的约束，在未来的LIGO类型的地面干涉仪将适合于获得约束的质量范围内的PBH数密度$\sim 10^{11} - 10^{15}$ g。
2009-12-22 astro-ph.CO
Primordial black holes and scalar-induced gravitational waves from the perturbations on the inflaton potential in peak theory
对背景暴胀子势的扰动可以使暴胀进入超低速阶段，从而显著增强小尺度下原初曲率扰动的功率谱${\cal P}_{\cal R}(k)$。这种增强的${\cal P}_{\cal R}(k)$将导致原始黑洞（PBH），贡献了暗物质的很大一部分，并将同时产生相当大的标量诱导引力波（SIGW）作为二阶效应。本文用峰值理论计算了PBH的丰度$f_{\rm PBH}(M)$和SIGW谱$Ω_{\rm GW}(f)$。我们分别在$10^{-17}\, M_\odot$、$10^{-13}\, M_\odot$和$30\, M_\odot$的一个或两个典型质量窗口中获得了具有所需丰度的PBH。与此同时，相关的SIGW有望被下一代引力波探测器观测到，而不会破坏当前的约束。特别是，与$30\, M_\odot$的PBH相关的SIGW也可以解释来自NANOGrav 12.5年数据集的潜在各向同性随机引力波背景。
2023-02-14 astro-ph.CO
Constraints on primordial magnetic fields from magnetically-induced perturbations: current status and future perspectives with LiteBIRD and future ground based experiments
我们使用普朗克2018年发布的CMB温度和偏振各向异性数据，单独以及与BICEP 2/Keck阵列和南极望远镜的数据相结合，提出了对复合前产生的磁场振幅的限制。我们建模的领域与通用参数化，我们不假设他们的起源，以提供一般的限制，他们的特点。该分析更新了普朗克2015年的数据和数值实现结果。然后，我们进行预测的下一代CMB实验，如LiteBIRD卫星单独和未来的地面实验相结合。
2019-10-16 astro-ph.CO
Constraints on primordial density perturbations from induced gravitational waves
我们考虑在辐射主导的热大爆炸过程中产生的引力波的随机背景作为对原始密度扰动的约束，其同动长度尺度远小于宇宙微波背景或大尺度结构直接探测的尺度.我们把弱上界的原始密度扰动从目前的数据。未来的探测器，如BBO和DECIGO将在小尺度上对原始密度扰动施加更强的约束。
2010-01-13 astro-ph.CO gr-qc
Primordial gravitational waves and curvature perturbations induced energy density perturbation
本研究计算辐射主导时期高斯曲率扰动与原初引力波诱导的二阶标量和密度扰动，给出源项、核函数及功率谱，表明原初引力波可能显著影响能量密度扰动。
2024-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves induced by scalar perturbations as probes of the small-scale primordial spectrum
与大约大于$1$兆秒差距的大尺度原始扰动相比，较小尺度的原始扰动没有受到严重的限制。我们重新讨论了利用引力波探测小尺度原初扰动的问题，这是基于这样一个事实：当存在小尺度上的大振幅原初扰动时，在标量扰动中会产生振幅相对较大的二阶引力波，这些引力波可以被现有的和计划中的引力波项目探测到.我们使用精确的方法来计算这些诱导的GWs，并考虑到不同的实验诱导GWs仔细的敏感性，报告现有的和预期的小尺度原始光谱的限制。
2019-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Vector-Induced Curvature Perturbations Sourced by Primordial Magnetic Fields
Hunan Normal University（湖南师范大学）
提出一种新的暴胀后机制，在硬状态或动能主导时期通过原初磁场的矢量扰动增强小尺度曲率扰动，从而产生足够丰度的原初黑洞。
2026-11-05 astro-ph.CO gr-qc
Scalar Induced Gravitational Waves signaling Primordial Black Hole Dark Matter
本文研究原初黑洞形成及其标量诱导引力波背景，考虑局部非高斯性，并指出对LISA和PTA实验的可观测影响。
2025-04-25 astro-ph.CO gr-qc
Blind mitigation of foreground-induced biases on primordial $B$ modes for ground-based CMB experiments
International School for Advanced Studies (SISSA)（国际高等研究院）；Università di Trento（特伦托大学）；INFN Sezione di Trieste（的里雅斯特INFN分部）；IFPU（前沿物理研究所）；Dipartimento di Fisica, Università di Roma “Tor Vergata”（罗马“托维加塔”大学物理系）；INFN Sezione di Roma2（罗马第二INFN分部）
本文提出两种改进NILC框架的方法，用于减少前景对原初B模式的偏倚，通过去投影和似然边际化提升r的估计精度。
2026-04-13 astro-ph.CO
Multiple peaks in gravitational waves induced from primordial curvature perturbations with non-Gaussianity
本文将高斯情形下原初曲率扰动诱导引力波的分析推广到非高斯情形，并总结出界定非高斯曲率扰动多重峰所诱导引力波峰的经验法则。
2024-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes and Scalar-Induced Gravitational Waves formed by inflation potential with non-trivial characteristics
Physics Department, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Jinan University（暨南大学物理与光电工程学院）
本文研究了具有非平凡特征的膨胀势中，通过引入线性洛伦兹型耦合生成原初黑洞及标量诱导引力波的机制。
2026-02-13 astro-ph.CO gr-qc
Exploring the Spectral Shape of Gravitational Waves Induced by Primordial Scalar Perturbations and Connection with the Primordial Black Hole Scenarios
人们越来越期望引力波探测器将在未来几年开始探测随机引力波背景。我们探讨了由标量微扰引起的二阶引力波的频谱形状，并推测这些引力波是在早期宇宙中产生的。我们计算了在辐射和动能时代产生的引力波谱以及与之相关的原始黑洞对应物。我们采用功率谱的原始曲率扰动产生的$α$-吸引子和非最小导数耦合膨胀模型以及高斯和δ型形状。我们证明了张量模式的能力，以约束的原始曲率扰动的频谱和区分暴胀模型。引力波的产生也可以通过谱形和振幅来区分。
2021-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Semianalytic Calculation of Gravitational Wave Spectrum Nonlinearly Induced from Primordial Curvature Perturbations
无论暴胀过程中产生的原初引力波（GW）是否强到足以被观测到，GW都必然是由原初曲率的二阶微扰产生的。小尺度的曲率扰动或宇宙历史中物质主导阶段的存在，可以增强诱导的引力波。我们解析地计算了诱导引力波功率谱表达式中的积分，它是与原始曲率扰动谱无关的普适部分。这使得随后的数值积分非常容易。在简单的情况下，我们推导出完全解析公式的诱导GW频谱。
2018-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Forecasts on the contamination induced by unresolved point sources in primordial non-Gaussianity beyond Planck
在本文中，我们提出的污染的预测不同形状的原始非高斯fnl参数-检测未来的宇宙微波背景（CMB）高分辨率各向异性地图-产生的宇宙学感兴趣的频率（45- 375 GHz）未解决的河外点源。我们考虑两种情况：一个理想的（无噪音）任务和未来可能的空间卫星，与仪器特性类似的宇宙起源探测器（COrE）。在温度（强度）和偏振发射数据中考虑了局部、等边、正交和平坦形状。本文用最新的源数计数模型估算了河外点源的角功率谱和双谱。所有最相关的（远红外和无线电选择）源人口对这些形状的影响，在COrE频率进行了研究。分析结果表明，未分辨的河外点源在100- 200 GHz频率范围内不应引起非常相关的非高斯信号，因此不妨碍对CMB原始fnl参数的正确估计。极化信息可以显著减小fnl参数的误差条和未分辨源引起的偏差，从而拓宽fnl研究的频率范围。相反，在nu < 100 GHz or nu >225 GHz，重要的非高斯偏差CMB各向异性地图预计由于未解决的河外源。
2013-03-20 astro-ph.CO
Primordial black holes and scalar induced gravitational waves from sound speed resonance in non-minimal derivative coupling inflation model
Hainan Normal University（海南师范大学）；Chengdu Normal University（成都师范学院）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
该研究提出一种非最小导数耦合膨胀模型，通过声速共振机制产生原初黑洞并引发标量诱导引力波，为暗物质和引力波探测提供新的理论框架。
2025-08-17 astro-ph.CO
Primordial magnetic fields and the HI signal from the epoch of reionization
原始磁场诱导的结构形成的HI信号的再电离时代的影响进行了研究。使用半解析模型，我们计算在这种情况下的密度和电离不均匀性。我们证明：（a）与标准的$Λ$ CDM模型不同，整体HI信号只能在发射中看到;（b）由原始场引起的密度扰动，在HI两点关联函数上留下了磁场Jeans长度的独特特征;（c）电离不均匀性的长度尺度为$\la 1 \rm Mpc$。我们发现，峰值预期信号（两点关联函数）是$\simeq 10^{-4} \rm K^2$的范围内的尺度$0.5\hbox{-}3 \rm Mpc$的磁场强度范围内的$5 \times 10^{-10} \hbox{-}3 \times 10^{-9} \rm G$。我们还讨论了HI信号的可检测性。正在进行的和计划中的无线电干涉仪的角分辨率允许人们只探测我们所考虑的最大磁场强度。它们具有检测磁场感应特征的灵敏度。我们表明，未来的SKA既有角分辨率和灵敏度，以检测磁场感应信号在整个范围内的磁场值，我们认为，在一个星期的积分时间。
2009-11-02 astro-ph.CO
Primordial Black Hole Abundances and Scalar Induced Gravitational Waves from Finite-Width Power Spectra in a Stiff Thermal History
Hunan Institute of Technology（湖南理工学院）；SGT University（SGT大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hainan University（海南大学）；Tongji University（同济大学）；Institute for Advanced Study of Tongji University（同济大学高等研究院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；The University of Tokyo（东京大学）；Yangzhou University（扬州大学）
本文通过数值相对论模拟研究刚性热历史中有限宽度功率谱下原初黑洞的坍缩阈值，发现阈值随宽度和状态方程参数增大，并影响暗物质丰度与引力波信号。
2026-09-23 astro-ph.CO
Primordial black holes and scalar induced density perturbations: the effects of probability density functions
本文研究了原初曲率扰动诱导的二阶能量密度扰动对原初黑洞丰度的影响，发现二阶效应使小尺度功率谱上限降低一至两个数量级，并给出了对数正态谱与非Gaussian性参数下的振幅约束。
2024-11-12 astro-ph.CO gr-qc
Extra-tensor-induced origin for the PTA signal: No primordial black hole production
针对脉冲星计时阵列探测到的随机引力波背景，提出其源于度规扰动外的额外伴随张量场的新解释，规避了传统标量诱导方案中原初黑洞过量产生的问题。
2023-10-03 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational-Wave Constraints on the Abundance of Primordial Black Holes
研究了原初黑洞形成过程中原初密度涨落引起的引力波的特征。结果表明，当波数小于一定值时，诱导GW的频谱对波数空间的峰宽不敏感，但频谱的幅值在峰值频率处减小，而在低频处减小得更快。GW振幅和PBH丰度之间的对应关系也调查纳入峰宽。我们发现，质量为10^{20-26}g的多环芳烃可以被空间激光干涉仪和原子干涉仪探测到，无论其峰宽是否很小。此外，我们通过比较GW频谱与CMB观测的低频尾部，获得了超大质量PBH丰度的限制。
2011-07-05 astro-ph.CO
Primordial black holes in non-Gaussian regimes
原始黑洞（PBH）可以在早期宇宙中形成，来自罕见的大密度波动的崩溃。它们从未被观测到，但这一事实足以将波动的幅度限制在非常小的尺度上，否则无法探测。由于PBH只在非常罕见的大波动中形成，因此形成的PBH的数量对波动分布尾部形状的变化非常敏感-这取决于存在的非高斯性的量。我们首先研究如何本地非高斯的任意大小的五阶影响的丰度和限制PBH，发现它们强烈依赖于即使是少量的非高斯和上限的功率谱的允许振幅可以变化几个数量级。非线性参数（f_{NL}、g_{NL}等）的符号特别重要。我们还研究了曲率情况下PBH的丰度和约束，在这种情况下，完整的非线性概率分布是已知的，并发现截断到任何给定的顺序（即顺序f_{NL}或g_{NL}等）不给出准确的结果。
2013-09-19 astro-ph.CO
CMB temperature anisotropy at large scales induced by a causal primordial magnetic field
我们提出了一个由原始磁场的萨克斯沃尔夫效应的解析推导。为了一致地指定初始条件，我们假设磁场是由因果过程产生的，即在早期宇宙中的一阶相变。对于拓扑缺陷的情况，我们应用广义相对论结条件来匹配产生磁场的相变之前和之后的微扰变量，以这样的方式，总能量动量张量在整个过渡中守恒，并且满足爱因斯坦方程。我们进一步解析地求解了包含中微子的大尺度下的度规和流体扰动的演化方程，并导出了磁性Sachs Wolfe效应。我们发现，相关的贡献，磁萨克斯-沃尔夫效应来自次领先的大尺度极限的度量扰动。事实上，由于自由流中微子的存在，首阶项被强烈抑制。我们动态地导出了中微子补偿效应，证实了由因果磁场产生的磁性SachsWolfe谱的性质为l（l+1）C_l^B \propto l ^2，这与最近的数值分析结果一致。
2010-06-03 astro-ph.CO
Double-peaked inflation model: Scalar induced gravitational waves and primordial-black-hole suppression from primordial non-Gaussianity
在小尺度下，利用功率谱$Δ_ζ^2(k_{\mathrm{peak}})\sim \mathcal{O}(10^{-2})$进行曲率扰动，可以产生大量的原始黑洞暗物质，并伴随产生可观测的标量诱导引力波（SIGW）.然而，原始的非高斯性可能起着不可忽视的作用，这是通常不考虑的。我们提出了两个暴胀模型，预测双峰的顺序$\mathcal{O}(10^{-2})$的功率谱和研究的影响，原始的非高斯PBH和SIGW。该模型由幂律势驱动，具有非正则动力学项，其耦合函数允许两个峰。通过场的重新定义，它可以被重铸为一个在势中具有两个准拐点的正则暴胀模型。我们发现当非高斯性参数满足$|f_{\mathrm{NL}}(k_{\text{peak}},k_{\text{peak}},k_{\text{peak}})|\gtrsim Δ^2_ζ(k_{\mathrm{peak}})/(23δ^3_c) \sim \mathcal{O}(10^{-2})$时，PBH的丰度会发生显著的变化。PBH丰度是否被抑制或增强分别取决于$f_{\mathrm{NL}}$是阳性还是阴性。在我们的模型中，非高斯参数$f_{\mathrm{NL}}(k_{\mathrm{peak}},k_{\mathrm{peak}},k_{\mathrm{peak}})\sim \mathcal{O}(1)$取正，因此PBH丰度被显著抑制…
2021-09-08 astro-ph.CO gr-qc
A peak in the power spectrum of primordial gravitational waves induced by primordial dark magnetic fields
本研究发现在背景原初暗磁场中引力子-暗光子转换会导致PGWs快子不稳定性，使其功率谱产生方向依赖的峰值，从而为探测原初暗磁场提供新途径。
2023-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing small-scale primordial power spectra with induced gravitational waves
Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Tianjin University（天津大学）
本研究通过分析诱导引力波探测小尺度原初功率谱，提出TSIGWs作为约束原初扰动的新方法。
2026-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black hole formation and hybrid inflation
我们计算曲率扰动的贡献，这是产生的瀑布场呈指数增长（这可能发生，只有当瀑布场质量是$m\gg H$）。我们认为它的频谱上的上限来自原始黑洞的丰度的约束，考虑到可能的非高斯性。约束是满足的，但我们的结果外推到政权$m\sim H$表明，约束可能不满足那里。
2011-07-08 astro-ph.CO
Constraints on the inflaton potential from scalar-induced gravitational waves and primordial black holes
本研究在背景暴胀子势上构建反对称扰动以诱发超慢滚阶段，结合NANOGrav 15年数据集和原初黑洞丰度约束进行贝叶斯分析，发现含平台的模型更受数据支持，且仅靠超大质量黑洞双星解释随机引力波背景不被偏好。
2025-06-25 astro-ph.CO
Bayesian reconstruction of primordial perturbations from induced gravitational waves
Swansea University（斯旺西大学）
本文提出了一种贝叶斯方法，利用引力波观测重建原初扰动的标量功率谱和宇宙方程状态。
2025-12-24 astro-ph.CO gr-qc
CMB bispectrum from primordial magnetic fields on large angular scales
原始磁场导致非高斯信号在宇宙微波背景（CMB），即使在最低阶，磁应力，和温度各向异性，它们诱导，依赖于二次的磁场。相比之下，宇宙微波背景辐射的非高斯性是由暴胀标量扰动引起的，它只作为高阶效应出现。我们在这里提出了一种新的探针的随机原始磁场，利用其诱导的特征CMB非高斯。特别是，我们计算的CMB双谱（$b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}}$）诱导的随机原生场大角度尺度。我们发现一个典型的值$l_1(l_1+1)l_3(l_3+1) b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}} \sim 10^{-22}$，磁场的强度$B_0 \sim 3$纳米高斯和一个近尺度不变的磁谱。目前对双谱的观测限制允许我们对$B_0 \sim 35$纳米高斯设置上限，这可以通过包括对双谱的其他磁感应贡献来改善。
2009-09-03 astro-ph.CO
Primordial Black Holes in Induced Gravity Inflationary Models with Two Scalar Fields
本研究提出含诱导引力项的双标量场暴胀模型，经度规共形变换得到手征宇宙学模型，验证其符合观测数据且可用于原初黑洞形成，估算显示原初黑洞可作为暗物质候选体。
2024-11-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes and induced gravitational waves from inflation in the Horndeski theory of gravity
本文研究了Horndeski引力理论中宇宙学模型中原初黑洞和标量诱导引力波的产生。我们感兴趣的宇宙学模型包括标量场的导数自相互作用和标量场与引力之间的动力学耦合。我们发现，由于这些额外的相互作用，原始波动的标量功率谱可以在小尺度上增强。因此，PBH的形成和诱导GWs的产生对于我们的模型是可行的。参数化的标量功率谱与当地的高斯峰，我们首先估计的丰度PBH和GWs产生的辐射主导的时代的能谱。然后，为了解释功率谱中的小尺度增强，我们从功率谱和它们的谱倾斜重构了暴胀子势和自耦合函数。我们的研究结果表明，在功率谱的小尺度增强可以解释的本地功能，无论是峰或谷，在自耦合函数，而不是本地功能的暴胀子潜力。
2021-07-19 astro-ph.CO gr-qc
Modifications in the Spectrum of Primordial Gravitational Waves Induced by Instantonic Fluctuations
真空到真空的瞬变改变了原初引力波的功率谱。我们评估的新形式的普通重力的功率谱，以及宇称违反引起的频谱由修改的广义相对论被称为霍尔斯特项，我们概述了可能的实验后果。
2011-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Implications of Pulsar Timing Array Data for Scalar-Induced Gravitational Waves and Primordial Black Holes: Primordial Non-Gaussianity $f_{\mathrm{NL}}$ Considered
本研究基于脉冲星计时阵探测到的引力波背景信号，假设其来自标量诱导引力波，结合原初非高斯性$f_{\text{NL}}$分析原初曲率扰动与原初黑洞性质，给出参数约束并指出引力波各向异性可用于探测$f_{\text{NL}}$，未来SKA有望深化原初宇宙研究。
2023-09-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Primordial Gravitational Waves Induced by Magnetic Fields in an Ekpyrotic Scenario
暴胀和爆炸两种情况都可以解释宇宙大尺度结构的起源。人们常说，探测原始引力波是区分这两种情况的关键。我们表明，这是不正确的，如果规范动力学函数存在于ekpyrotic的情况。事实上，起源于规范场的原始引力波可以在一个爆炸宇宙中产生。我们还研究了由规范场引起的标量涨落，并表明它与原始引力波相比可以忽略不计。这是因为快速滚动条件在行星模型中成立。
2017-12-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes in linear and non-linear regimes
利用动态黑洞的视视界概念，我们重新讨论了线性和非线性两种情况下宇宙早期原初黑洞（PBH）的形成。首先，我们发展了球对称时空的微扰理论来研究线性区域中球形PBH的形成，并固定了两个规范。我们还引入了一个定义良好的规范不变量的扩展。使用这个量，我们认为PBH不形成的线性政权。最后，我们研究了非线性机制。在辐射占优时期，我们采用封闭的FRW模型来研究PBH的形成。从线性微扰理论出发，考虑到密度和速度的微扰，我们给出了球形坍缩的初始条件。我们的模型给出了一个约束的速度扰动。该模型还预测了当$δ> 3$ .应用声视界约束，我们已经证明视界再入时密度扰动的阈值必须大于$δ_{th} > 0.7$以克服压力梯度。
2016-08-01 astro-ph.CO gr-qc
Induced gravitational waves -- beyond linear cosmological perturbation theory
Queen Mary University of London（伦敦大学皇家玛丽学院）
本研究扩展了宇宙扰动理论，引入线性张量波动作为新源项，发现标量-张量诱导引力波在特定条件下存在不物理增强，探讨了其与原始引力波的关系及非高斯性影响。
2026-01-12 astro-ph.CO
Prospects for probing ultralight primordial black holes using the stochastic gravitational-wave background induced by primordial curvature perturbations
超轻的原始黑洞（PBH），质量为$\lesssim 10^{15}$ g，亚原子史瓦西半径，产生于早期宇宙，预计由于霍金辐射，到目前的宇宙年龄已经蒸发。基于这一假设，对超轻PBH的丰度提出了一些限制。然而，霍金辐射至今尚未得到实验验证。因此，如果对超轻PBH的约束可以独立于霍金辐射的假设，这将是有趣的。在本文中，我们探讨了探测这些PBH的可能性，在一个狭窄的质量范围内，使用引力波（GW）的数据从两个LIGO探测器。这个想法是，导致PBH形成的大的原始曲率扰动也会通过非线性模式耦合产生GW。这些诱导的GWs将产生随机背景。具体来说，我们把我们的注意力集中在PBH的质量范围$\sim 10^{13} - 10^{15}$ g的诱导随机GW背景峰落在灵敏度带的LIGO。我们发现，对于窄和宽高斯PBH质量分布，相应的GW背景将使用目前可用的LIGO数据检测，只要我们忽略现有的限制的PBH的丰度，这是基于霍金辐射。此外，我们发现，这些随机背景将在LIGO的第三次观测运行中检测到，即使在考虑现有的限制PBH丰度。一个非检测应该使我们能够限制原始曲率扰动的幅度以及超轻PBH的丰度。我们估计，在第三次观测结束时，假设没有检测到，我们应该能够放置比目前现有的约束好几个数量级的约束。
2020-08-04 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Sharp Features through the Nonlinear Regime of Structure Formation
本文通过N体模拟研究原初锐利特征在非线性结构形成中的存留问题，发现局域功率增强/减弱和暗晕质量函数振荡可保留特征信息，为小尺度约束暴胀物理开辟新途径。
2025-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB lensing forecasts for constraining the primordial perturbations: adding to the CMB temperature and polarization information
我们预测如何当前（{ \planck }）和未来（{ \prism }）宇宙微波背景（CMB）实验约束绝热模式及其混合物与原始等曲率模式，使用测量的重构CMB透镜势和透镜诱导CMB B模式偏振各向异性结合CMB温度和E模式偏振各向异性。我们首先研究了绝热模和等曲率模的CMB温度谱、偏振谱和透镜谱的特性。然后，我们考虑如何透镜诱导的B-模式偏振和透镜潜在的信息可以改善约束的混合物的绝热和三个相关的等曲率模式。我们发现，CMB透镜谱提高了等曲率模式的约束最多10%的{ \planck }和{ \prism }实验，有限的改善结果的低幅度的等曲率透镜谱和这些谱之间的抵消，使它们只能轻微检测。如通过{ \prism }测量的，使用透镜诱导的CMB B模式偏振光谱有更大的增益，其中相对于CMB温度和E模式偏振约束，对等曲率模式振幅的约束提高多达40%。透镜化和透镜化诱导的B模式偏振信息两者的添加将等曲率模式振幅约束在百分之几水平或更好，在绝热模式与一个或两个相关等曲率模式的混合物的情况下，具有百分之一水平约束或更好的可能。我们调查的依赖，我们的结果在我们的分析中的各种假设，如列入暗能量参数，CMB温度透镜相关性，和存在的原始张量模式，并发现这些假设并没有显着改变我们的主要结果。
2014-11-28 astro-ph.CO
The Inflaton that Could : Primordial Black Holes and Second Order Gravitational Waves from Tachyonic Instability induced in Higgs-$R^2$ Inflation
希格斯粒子自耦合的运行可能导致早期宇宙学中的许多现象。在本文中，我们介绍了一种情况下，希格斯运行诱导转弯的轨迹通过一个区域的快子质量，导致时间的快子增长的曲率功率谱。希格斯粒子引起的这种效应留下了原始黑洞和随机引力波形式的现象，拟议中的GW天文台将能够在不久的将来进行探测。
2022-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial dark matter from curvature induced symmetry breaking
我们证明了绝热暗物质可以通过暴胀过程中的引力致对称破缺产生。我们研究了一个$Z_2$对称标量单线态，它只通过引力耦合到其他场，当非最小耦合$ξ$为负时，在暴胀过程中时空曲率破坏了它的对称性。我们发现，对称性破缺导致绝热暗物质的形成与观察到的丰度为单重态质量$m\sim{\rm MeV}$和$|ξ|\sim 1$。
2020-08-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New probe of non-Gaussianities with primordial black hole induced gravitational waves
本文提出利用超轻原初黑洞诱导的引力波信号探测原初非高斯性，发现其双峰能谱可被未来引力波观测设施探测，并结合BBN限制首次给出原初三谱非线性和曲率扰动功率谱乘积的联合上限。
2024-08-30 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on primordial black holes from $N_{\text{eff}}$ : scalar induced gravitational waves as an extra radiation component
本文研究标量诱导引力波作为额外辐射分量对相对论自由度的影响，通过计算至三阶的能量密度谱并结合原初非高斯性，利用$N_{\ ext{eff}}$观测数据约束小尺度原初曲率扰动与原初黑洞丰度。
2025-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Induced gravitational waves, metastable cosmic strings and primordial black holes in GUTs
本文研究翻转SU(5)混合暴胀模型中亚稳态宇宙弦与水滴相变产生的两类引力波，其联合频谱符合PTA观测，并预言了质量约10^29克、可由引力透镜实验检验的原生黑洞。
2024-12-31 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black holes and induced gravitational waves in non-singular matter bouncing cosmology
本研究在非奇异物质反弹宇宙学中提出无模型依赖的原初黑洞形成机制，发现小尺度曲率扰动增强可形成小行星质量原初黑洞（或解释全部暗物质），且能诱导可被未来探测的随机引力波背景，为探测早期宇宙反弹特性提供新窗口。
2024-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves induced from primordial black hole fluctuations: The effect of an extended mass function
在宇宙学扰动理论中，初始泊松分布的原初黑洞（PBH）的引力势可以诱导出二阶随机引力波背景（SGWB）.这SGWB先前研究的背景下，广义相对论（GR）和修改的重力设置，假设一个单色PBH质量函数。在这里，我们通过研究上述SGWB在物理上更现实的制度，PBH具有不同的质量，在GR的上下文中扩展了以前的分析。特别是，从幂律宇宙学动机的原始曲率功率谱与运行的谱指数，我们提取扩展的PBH质量函数和相关的PBH引力势作为源的标量诱导SGWB。最后，考虑到从PBH驱动的物质时代到辐射时代的过渡过程中PBH引力势的动力学演化，我们提取了相应的GW信号。有趣的是，为了触发一个早期的PBH主导的时代，并避免在BBN的GW的限制，我们发现，我们的原始曲率功率谱的频谱指数$α_\mathrm{s}$的运行应该是在窄范围$α_\mathrm{s}\in[3.316,3.355]\times 10^{-3}$，而在同一时间的GW信号被发现是潜在的LISA检测。
2022-10-29 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes and scalar induced gravitational waves from Higgs inflation with non-canonical kinetic term
通过引入非最小耦合，解决了K/G膨胀中的势约束问题。在这种背景下，希格斯场成功地驱动了令人满意的宇宙微波背景观测的暴胀，同时增强了小尺度下的曲率扰动，这反过来又解释了原生黑洞（PBH）和标量诱导引力波（SIGW）。然后，我们揭示了非正则动力学耦合函数的影响，更详细地研究其观测约束。此外，我们还给出了与光速传播项有关的单光子波导积分核的规范不变量表达式。最后，研究了非高斯效应对PBH丰度和SIGW的影响。我们发现，非高斯性使PBH更容易形成，但它对SIGW的能量密度的影响是可以忽略的。
2023-02-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes induced stochastic axion-photon oscillations in primordial magnetic field
Center for Advanced Quantum Studies, Department of Physics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿量子学中心物理系）
本文研究了由原初黑洞诱导的原始磁场中轴子-光子随机振荡，探讨其对宇宙微波背景、X射线背景和伽马射线背景的影响。
2022-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Twisted echoes of an odd quartet: Scalar-induced gravitational waves as a probe of primordial parity-violation
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）
本文提出利用标量诱导引力波的手征性来探测原初奇宇称标量四点函数，从而对原初非高斯性中的宇称破坏施加严格限制，并将二者作为宇称破坏理论的互补预言。
2026-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes and secondary gravitational waves from inflationary model with a non-canonical kinetic term
在非正则动力学项的峰值作用下，原始曲率扰动的振幅在小尺度下可以增强7个数量级，而在大尺度下与观测结果保持一致.峰值函数和暴胀势不受此机制的限制。我们以Higgs模型和T模型为例，展示了丰富的不同质量的原初黑洞暗物质和不同峰值频率的标量诱导次级引力波是如何产生的。我们还发现，原初曲率扰动和标量诱导次级引力波的能量密度的增强功率谱可以有一个尖锐的峰值，也可以有一个宽的峰值。由增强机制产生的具有$10^{-14}-10^{-12} M_{\odot}$周围质量的原初黑洞可以构成几乎所有的暗物质，伴随原初黑洞产生的标量诱导次级引力波可以通过脉冲星定时阵和天基引力波观测站进行检测。因此，该机制可以通过原始黑洞暗物质和引力波观测来检验。
2021-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Induced gravitational waves and baryon asymmetry fluctuations from primordial black hole formation
本文研究刚性状态方程重加热时期原初黑洞形成所诱导的引力波谱和轻子不对称，结合现有引力波能量密度界限约束参数空间，并揭示电弱 sphaleron 过程后小尺度重子不对称涨落出现峰值。
2024-04-30 astro-ph.CO hep-ph
Primordial turbulence from inflation: a new inflaton-driven turbulent regime
Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（诺尔迪塔，皇家理工学院与斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre, Stockholm University（奥斯卡·克莱因中心，斯德哥尔摩大学）；Instituut-Lorentz of Theoretical Physics, Universiteit Leiden（莱顿大学洛伦兹理论物理研究所）；McWilliams Center for Cosmology & Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学麦克威廉姆斯宇宙学中心与物理系）；School of Natural Sciences and Medicine, Ilia State University（伊利亚州立大学自然科学与医学院）
本文首次将暴胀动力学与磁流体演化直接关联，发现暴胀子驱动的逆级联和湍流，其动能主导并放大磁场，导致更陡的磁能衰减，需在后续演化中考虑。
2026-09-10 astro-ph.CO hep-th
